【摘 要】
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由于人口增长、经济发展和生活水平的提高,造成全球性的水资源短缺和水污染问题,因此,开发高效、可持续污水净化技术对环境保护及水资源的循环利用具有重要意义。近二十年来,膜技术因高精度分离、易操控等特点被广泛应用于净水领域。本研究以聚偏氟乙烯（PVDF）材料制备制备PVDF超滤基膜,并通过界面聚合法进一步制备PVDF纳滤膜;利用Box-Behnken Design（BBD）响应面分析并优化膜的制备条件;
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由于人口增长、经济发展和生活水平的提高,造成全球性的水资源短缺和水污染问题,因此,开发高效、可持续污水净化技术对环境保护及水资源的循环利用具有重要意义。近二十年来,膜技术因高精度分离、易操控等特点被广泛应用于净水领域。本研究以聚偏氟乙烯（PVDF）材料制备制备PVDF超滤基膜,并通过界面聚合法进一步制备PVDF纳滤膜;利用Box-Behnken Design（BBD）响应面分析并优化膜的制备条件;通过红外、接触角、扫描电镜等表征手段对膜片的表面形貌及官能团进行分析;然后经膜性能测试和耐腐蚀性试验,筛选出性能优良的超滤膜及纳滤膜,为膜技术的应用提供理论参考。主要结果如下:1、优化设计PVDF超滤基膜,评价基膜的性能及其在含油废水中的应用。利用BBD析因实验及条件优化,超滤膜各组分的最佳质量比为:PVDF（23%）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）（5%,10000Da）及氧化石墨烯（GO）（0.3%）。性能测定结果表明:随着运行时间的延长（5min到120min）,水通量逐渐从204.61L/（m~2·h）减小至186.37 L/（m~2·h）;而牛血清蛋白（BSA）去除率则从96.58%提升至97.72%。含油废水浓度和含盐量越大,超滤膜水通量越小但去油率越高;同时,去油率随p H值的升高而降低,水通量呈先增大后减小的趋势,其中p H=7.0时水通量最大,此时去油率为96.87%。2、采用最佳PVDF超滤膜为基膜,利用界面聚合法制备出纳滤膜并进行性能优化调控,测试了其对盐离子的去除效率及耐腐蚀性能。单因素分析结果表明:纳滤膜的最佳制备条件为六水哌嗪（PIP,0.45%）、均苯三甲酰氯（TMC,0.5%）、烘烤温度（323 K）和聚合时间（1.75 min）,其中水通量主要受聚合时间影响,二价盐去除率受PIP及TMC影响。与超滤基膜相比,纳滤膜表面存在聚酰胺基团并形成凸起结构。性能测试结果表明:30min后,纳滤膜对一价、二价和三价盐的去除率效率分别为:42.38%、75.63%和87.15%。制备的纳滤膜具有较好的抗腐蚀性,与初始膜相比,次氯酸钠（0.03%）浸泡30天,清水通量从34.91L/（m~2·h）略增大至46.15 L/（m~2·h）,截盐率从91.37%略下降至87.64%;在3000 mg/L的Na Cl与Mg SO4混合盐溶液浸泡30后,清水通量略有增大（从33.82 L/（m~2·h）升高至43.87 L/（m~2·h））,而截盐率略有下降（从91.15%下降至85.72%）。
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